PREFAZIONE INTRODUZIONE. Allergie e polline

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1 PREFAZIONE Le schede botaniche pubblicate in questa sezione sono una rassegna delle caratteristiche delle piante erbacee e arboree, ordinate per famiglie, che ritroviamo sul territorio campano, i cui pollini vengono monitorati dal Laboratorio di Biomonitoraggio Aria del Dipartimento Tecnico ARPAC di Napoli. In ogni scheda viene riportata: una descrizione tassonomica, una presentazione della famiglia una descrizione morfologica del polline potere allergenico del polline caratteristiche della pianta: foglie, fiori, frutti, portamento, usi calendario pollinico della Famiglia (medie mensili biennio ) foto della pianta, delle sue strutture e del relativo polline Lo scopo delle schede è quello di fornire un aiuto al riconoscimento delle piante e del relativo polline delle famiglie presenti nel territorio campano. Per alcune famiglie l identificazione di un polline può arrivare anche a livello di genere e di specie. Nella descrizione tassonomica fra i generi descritti vengono riportati quelli più comuni. Le foto dei pollini mostrate sono state realizzate durante le attività analitiche del Laboratorio. INTRODUZIONE Allergie e polline Le allergie: Le allergie sono affezioni che nei paesi occidentali colpiscono circa il 25% della popolazione e che si possono manifestare con sintomi respiratori, cutanei, oculari e, nei casi più gravi (shock anafilattico), anche a carico dell' apparato cardiocircolatorio. Esse sono dovute ad una anomala reattività del sistema immunitario verso sostanze esterne (pollini, cibi, acari, epiteli animali, veleno di insetti, farmaci) che in genere sono innocue per i soggetti normali. Quasi la metà di tutte le allergie sono dovute a pollini di erbe (graminacee, paritaria, composite, etc.) o alberi (betulla, nocciolo, ontano, cipresso, faggio, olivo, etc.) e la parola pollinosi sta proprio ad indicare tali forme di allergia. In Italia si stima che almeno 7-10% della popolazione ne sia affetto. L aumento mondiale della prevalenza delle malattie allergiche, nei paesi maggiormente industrializzati è stato attribuito, da parte di molti Autori, ai fattori inquinanti ambientali. Gli aerocontaminanti inalati inducono eventi flogistici con liberazione di mediatori chimici quali: Prostaglandine, Leucotrieni. Attivano la chemiotassi leucocitaria con liberazione di

2 enzimi proteolitici e radicali liberi dell ossigeno. Possono avere effetto adiuvante, aumentando la permeabilità delle mucose respiratorie con conseguente aumento della penetrazione di allergeni pollinici, che vengono così più facilmente a contatto con le cellule immunocompetenti che governano la sintesi delle IgE L allergia da polline: La pollinosi rappresenta uno dei più noti aspetti della patologia allergica che si manifesta con disturbi anche gravi delle funzioni respiratorie. Recenti studi dimostrano che negli ultimi anni si è assistito ad un progressivo aumento dei soggetti interessati alla problematica soprattutto in ambito urbano. Tale situazione potrebbe dipendere dalla concomitanza di altri agenti irritanti (p.e. gli inquinanti atmosferici, inquinamento da riscaldamento e da motorizzazione, ed altri) a cui sono sottoposte le popolazioni cittadine. La frequenza delle manifestazioni allergiche varia sensibilmente in relazione all ambiente (posizione geografica, esposizione, altitudine, ecc.), alla stagione, alla tipologia floristica (anche dell arredo urbano) e dalle condizioni climatiche (la temperatura, l umidità dell aria, il vento e le precipitazioni) che possono modificare la comparsa e la concentrazione dei pollini in aria e la reazione dell organismo. Le specie polliniche di maggiore interesse dal punto di vista allergologico sono quelle che presentano un meccanismo riproduttivo basato sull impollinazione anemofila, ossia affidano il trasporto del loro polline al vento, non avendo fiori vistosi e quindi non potendo attrarre gli insetti,. I granuli pollinici di queste piante hanno spesso dimensioni ridotte (inferiori a 40 µm) tanto da poter rimanere a lungo sospesi nell aria e venire facilmente inalati. Le dimensioni hanno una notevole influenza sulla localizzazione dei granuli nei diversi tratti dell apparato respiratorio provocando una differente espressione allergica. Le particelle con diametro inferiori ai 10 µm possono causare manifestazioni asmatiche. Inoltre, le piante a diffusione anemofila sono caratterizzate da un elevata produzione di granuli pollinici che rappresenta appunto la principale strategia per il successo dell impollinazione. L allergia ai pollini ha un aumento tipicamente stagionale: i sintomi (raffreddore, asma, tosse) si manifestano solo in un determinato periodo dell'anno, quello cioè corrispondente alla fioritura della pianta cui il polline appartiene. Il caso più frequente è quello dell'allergia alle graminacee (erbe la cui fioritura avviene nel periodo da fine aprile a fine settembre) ma negli ultimi tempi si è assistito ad un progressivo aumento delle allergie ai pollini di altre specie vegetali. E' il caso di alberi cosiddetti "a fioritura precoce" (da gennaio a marzo), come betulla, nocciolo, carpino, ma anche di altre piante, come l'ambrosia (la cui allergia si è andata diffondento a partire dalle zone vicino agli aeroporti, dove l'erba è stata trasportata, è il caso di dirlo, "per via aerea").

3 Il polline. Il polline è il gametofito maschile, ovvero la struttura che produce e mantiene i gameti delle piante a seme (Angiosperme e Gimnosperme). Il termine polline è stato coniato da Linneo (il naturalista svedese artefice della nomenclatura botanica binomia) e deriva dal latino "pollen" che vuol dire: farina fine. I pollini germinano sulla parte femminile dei fiori, lo stigma, fecondando gli ovuli che produrranno poi i semi. Quando il granulo pollinico ha raggiunto lo stigma, emette un tubetto pollinico che attraversa lo stilo ed indirizza i gameti maschili verso quelli femminili. Questi sono situati nel gametofito femminile che si trova dentro gli ovuli, a loro volta racchiusi nell'ovaio. Il polline viene prodotto all'interno delle sacche polliniche che vengono a formare l'antera. Nelle Gimnosperme si presenta un'impollinazione quasi esclusivamente anemofila, cioè tramite il vento. Nelle Angiosperme si riscontra un'impollinazione entomofila, tramite gli insetti. Il polline si presenta sotto forma di granuli di piccole dimensioni (comprese tra i 10 e i 200 micron). La forma è variabile, ovoidale o elicoidale. Possono presentare aperture rappresentate da pori e solchi. Il granulo è formato da un'involucro esterno molto resistente. Questo presenta due pareti: una esterna chiamata esina, formata da sporopollenina, ed una interna, chiamata intina formata da polisaccaridi. La sporopollenina è molto resistente agli agenti esterni. L'esina inoltre presenta una superficie molto elaborata, con sculture, ornamenti, disegni che sono caratteristici per ogni specie e servono a riconoscerle ed a distinguerle. L'interno del polline presenta un contenuto ricco di proteine e glicoproteine allergizzanti. Questo materiale fuoriesce dall'involucro tramite le aperture del granulo pollinico (solchi o pori). La quantità di polline necessaria per far iniziare i sintomi è sempre più elevata all'inizio della stagione pollinica, piuttosto che nel corso della stagione. Questo fenomeno è stato definito "priming effect" ovvero effetto scatenante. Non esistono molti studi sulla dose soglia di concentrazioni allergeniche, che d altra parte è soggettiva e dipende della diversa specie pollinica, oltre che del periodo di fioritura (iniziale o terminale). Alcuni allergeni, cioè le sostanze causa dell'allergia, sono presenti sia nei pollini che in particolari alimenti. Essi possono dare una reazione incrociata, amplificando il numero degli attacchi e le loro sintomatologie.

4 E dunque utile conoscere tali associazioni. Quelle più frequenti, sono riportate nel seguente elenco: TIPO DI POLLINE GRAMINEAE URTICACEAE (PARIETARIA) COMPOSITAE BETULACEAE ALIMENTI VEGETALI Frumento, pomodoro, kiwi, agrumi, melone, anguria, pesca, ciliegia, albicocca, prugna, pera, nespola, lampone, fragola, mandarino Basilico, ortica, melone, ciliegia, moracee Cicoria, tarassaco, camomilla, banana, castagna, sedano, prezzemolo, carota, finocchio, pepe verde, olio di girasole, margarina, miele Mela, frutta secca, pesca, ciliegia, pera, albicocca, prugna, nespola, lampone, fragola, mandorla, kiwi, sedano, carota, finocchio, pepe verde Pollini e fattori meteorologici: Temperatura, vento, turbolenza, insolazione e pioggia, influenzano il processo di pollinazione agendo non solo sul rilascio del polline dalla pianta, ma anche sul suo trasporto. I rilasci e la quantità di polline prodotti sono legati, per alcune specie, anche al periodo di freddo invernale a cui sono sottoposti prima della germinazione. Normalmente le variazioni nel contenuto di polline in atmosfera, che si registrano di giorno in giorno, sono quindi in larga misura relazionate alle simultanee variazioni meteorologiche. Le variazioni termiche e di umidità atmosferica sono le più frequenti cause che portano all apertura delle antere ed alla diffusione dei granuli in atmosfera. L umidità ha la proprietà di far chiudere le antere, per cui il polline viene trattenuto nella pianta. Il limite di emissione del polline è situato intorno al 65% di umidità relativa. Con l umidità il polline è appesantito e vola meno. Le giornate di pioggia e quelle con alta umidità relativa fanno cadere al suolo i pollini. L innalzamento della temperatura facilita la liberazione del polline dalle antere rendendo i pollini meno ricchi d acqua, con minor peso specifico,quindi più leggeri, volatili ed aerodinamici; quindi la concentrazione pollinica è generalmente più alta in giorni caldi e soleggiati, quando la sorgente è asciutta. Parimenti basse concentrazioni si hanno con la sorgente pollinica bagnata a causa di pioggia recente o di nebbia. Una pioggia breve ma intensa risulta più efficiente nell abbattere i granuli pollinici rispetto ad una pioggerella prolungata. Il vento aumenta la diffusione del polline, quindi esso inizia a sollevarsi a partire da valori di velocità del vento superiori a 3 metri al secondo;quando la velocità del vento supera i km l ora, i granuli tendono a cadere. I modelli previsionali sono, quindi, molto importanti e sono così sempre più numerosi e complessi; si fondano su dati storici, sulle correlazioni con i dati meteorologici ed utilizzano metodologie statistiche.

5 METODO DI CAMPIONAMENTO Il metodo utilizzato per il campionamento ed il conteggio dei granuli pollinici e delle spore fungine aerodisperse è la UNI Tale norma descrive lo scopo, il principio del metodo di campionamento, le caratteristiche e le modalità di installazione del campionatore, la preparazione della superficie di campionamento, la preparazione dei campioni, il calcolo della concentrazione pollinica, la precisione e l accuratezza della misura. I campionatori di tipo volumetrico (a flusso di particelle) adoperati sono costituiti da una pompa aspirante, che preleva un volume noto di aria, dirigendolo su una superficie opportunamente trattata, attraverso una fenditura di dimensioni fisse, e per un tempo stabilito. Il materiale aerosospeso impatta sulla superficie del nastro, rimanendovi adeso. Il campionatore da noi utilizzato nel monitoraggio del polline è il tipo Hirst, (Lanzoni VPPS2000), con caratteristiche tecniche che garantiscono: una capacità di flusso della pompa, pari a 10 litri d aria al minuto (14,4 m 3 in 24 ore), simile alla capacità respiratoria l aspirazione dell aria attraverso una fenditura di dimensioni 2 x 14 mm² la deposizione delle particelle su di un nastro lungo 340 mm, montato opportunamente su un tamburo rotante ad una velocità costante di 2 +/ mm per ora la distanza tra la superficie di impatto delle particelle, ed il lato interno della fenditura, di 0,5 mm. Ogni campionatore è stato opportunamente collocato al centro di un terrazzo posto ad un altezza compresa tra i 15 ed i 20 metri, il più possibile lontano da muri, parapetti o fonti di emissioni di gas di scarico. PREPARAZIONE DEL CAMPIONE Al termine di ogni settimana il tamburo metallico, con adeso il nastro adesivo, viene rimosso e trasportato nel Laboratorio del Dipartimento Tecnico di Napoli, dove viene rimosso, suddiviso in segmenti corrispondenti ai giorni della settimana (48 mm per ogni giorno), ed adagiati su vetrini portaoggetti, colorati con gelatina glicerinata con fuxina e ricoperti con vetrini coprioggetto. I campioni verranno, poi, esaminati al microscopio ottico per il riconoscimento. Il conteggio di routine viene effettuato ad un ingrandimento di 200x. Il conteggio dei pollini è di tipo statistico, condotto su una frazione nota della superficie di campionamento, non inferiore al 20 % dell intera superficie campionata. Il metodo di conteggio è quello su strisciate continue orizzontali. La concentrazione dei granuli pollinici è espresso come media giornaliera di granuli/spore per metro cubo di aria, attraverso la stima di un fattore di conversione che tiene conto:

6 del diametro del campo microscopico l ingrandimento utilizzato il numero di strisce lette il metodo di lettura utilizzato il numero di granuli e spore letti sull intera area esaminata del volume di aria campionata Ai fini del riconoscimento palinologico al microscopio ottico, le caratteristiche rilevanti del granulo pollinico sono: le dimensioni: i granuli pollinici possono assumere dimensioni comprese tra meno di 10 e oltre 200 micron. la polarità: i pollini vengono definiti isopolari quando non presentano differenze tra la faccia prossimale e quella distale, eteropolari quando le due facce sono visibilmente diverse, subisopolari quando presentano caratteristiche intermedie, apolari quando non sono riconoscibili polarità distinte. la forma: il rapporto tra asse polare ed asse equatoriale (variabile tra > 2 a < 0.5) individua diverse classi di forma (perprolati, prolati, subprolati, sferoidali, suboblati, oblati e peroblati) le caratteristiche della superficie esterna del granulo, in particolare: - la struttura della parete: I rilievi della sexina, denominati sculture, sono determinati dalla diversa presenza di caratteristici elementi strutturali costituiti dalla columella e dal tectum. La columella è una struttura di sostegno di forma colonnare (bastoncello) che funge da elemento di sostegno del tectum. Quest ultimo rappresenta il modulo di rivestimento più esterno del polline. La struttura e le sculture della superficie esterna del polline presentano generalmente caratteristiche costanti per le singole specie; le varie forme assunte dalla sexina, in relazione ad una differente disposizione degli elementi del tectum, individuano tre tipologie diverse di superfici del granulo pollinico: tectato, semitectato e intectato. Nei tre tipi di rivestimento possono determinarsi rilievi di diversa forma: granulata, reticolare, striata, echinata, rugulata, verrucata, baculata, gemmata, psilata, ecc. - le aperture

7 Sulla superficie del granulo sono frequentemente individuabili delle aperture, formazioni attraverso le quali può fuoriuscire il tubulo pollinico durante la germinazione. Le aperture sono fori apparenti determinati dalla mancanza o dall assottigliamento dell esina e dall ispessimento dell intina. Le aperture consentono al polline di variare le dimensioni e l aspetto esterno a seguito delle variazioni del contenuto idrico. Le aperture possono essere di tipo semplice o composto a seconda che siano costituite da una singola formazione o dalla confluenza di più aperture. L apertura semplice può assumere una diversa conformazione: - allungata, denominata colpus (plur. colpi) - circolare o ovale, con bordi arrotondati, denominata porus (plur. pori) Le aperture semplici sono porate o colpate quando sono costituite solo da pori o colpi; quelle composte possono essere colporate o eterocolpate quando l apertura è definita dalla confluenza di pori e colpi o dall unione di pori e di pori e colpi. L elenco delle famiglie di pollini riportato nella tabella seguente: maggiormente riscontrate dalla rete ARPAC viene FAMIGLIE AMARANTHACEAE/CHENOP ODIACEAE BETULACEAE CANNABACEAE COMPOSITAE CORYLACEAE CUPRESSACEAE/TAXACEAE CYPERACEAE ERICACEAE EUPHORBIACEAE FAGACEAE GRAMINEAE JUGLANDACEAE JUNCACEAE MIMOSACEAE MYRTACEAE OLEACEAE PALMAE PINACEAE PLANTAGINACEAE PLATANACEAE POLIGONACEAE SALICACEAE TILIACEAE ULMACEAE UMBELLIFERAE URTICACEAE Generi POLLINI Betula (betulla), Alnus (ontano) Humulus (luppolo) Artemisia, Ambrosia, Taraxacum (tarassaco) Carpinus (carpino bianco), Ostrya (carpino nero), Corylus (nocciolo) Carex (carice) Mercurialis (mercorella) Castanea (castagno), Fagus (faggio), Quercus (quercia) Juglans (noce) Eucalyptus (eucalipto) Fraxinus (frassino), Olea (olivo), Ligustrum (ligustro) Platanus Rumex (romice) Populus (pioppio), Salix (salice) Ulmus (olmo), Celtis (bagolaro) Coriandum (coriandolo) Urtica (ortica), Parietaria (erba muraiola)

8 IL BOLLETTINO DEI POLLINI AERODISPERSI Il bollettino viene emesso il martedì di ogni settimana e riporta la concentrazione pollinica, espressa come pollini/metro cubo d aria, di ogni giorno della settimana precedente all elaborazione, relativamente alle 6 stazioni di campionamento. I dati della maggior parte dei pollini monitorati è espresso anche secondo un valore di classe suggerito da A.I.A. Associazione Italiana di aerobiologia secondo la seguente tabella: FAMIGLIA BOTANICA assente bassa media alta Betulaceae ( es. betula, ontano) <0,4 0,5-15, ,9 >50 Compositae ( es. ambrosia, artemisia, tarassaco) <0,5 0,1-4,9 5-24,9 >25 Corylaceae (es. carpino, ostrya, nocciolo) <0,5 0,6-15,9 16,4-49,9 >50 Fagaceae (es. quercia, faggio, castagno) <0,9 1-19, ,9 >40 Graminaceae (es. grano, orzo) <0,5 0,6-9, ,9 >30 Oleaceae (es. olivo, frassino, ligustro) <0,5 0,6-4,9 5-24,9 >25 Plantaginaceae (es. lanciola) 0 0,1-0,4 0,5-1,9 >2 Urticaceae (es. parietaria) <1,9 2,1-19, ,9 >70 Cupressaceae-Taxaceae (es. cipresso, tasso) <3,9 4-29, ,9 >90 Chenopodio-Amarantaceae (es. farinaccio, amaranto) 0-0 0,1-4,9 5-24,9 >25 Polygonaceae (es rumex) <0,9 1-4,9 5-9,9 >10 Euphorbiaceae (es. mercurella) <0,9 1-4,9 5-9,9 >10 Myrtaceae (es. eucalipto) <0,9 1-4,9 5-29,9 >30 Ulmaceae (es. celtis, bagolaro) <0,9 1-19, ,9 >40 Platanaceae (es. platano) <0,9 1-19, ,9 >40 Aceraceae (acero) <0,9 1-19, ,9 >40 Pinaceae (es. pino, cedro) <0,9 1-19, ,9 >50 Salicaceae (es. salice, pioppo) <0,9 1-19, ,9 >40 Cyperaceae (es. carice) <0,9 1-2,9 3-4,9 >5 Classi di concentrazione Classi di concentrazione assente bassa media alta Le Classi di concentrazioni per le Famiglie botaniche indicate non definiscono il valore soglia scatenante una reazione allergica, ma solo il valore assoluto della concentrazione in atmosfera. Il bollettino viene emesso anche in forma sintetica per una più rapida consultazione. Può essere inviato in , con una richiesta a: lab.biomonitoraggio@arpacampania.it (Si ringrazia Alessandra Sasso per la realizzazione delle schede botaniche)

9 BIBLIOGRAFIA E. Zieger et al. Lo spettro pollinico dei mieli dell Alto Adige Ed. Laboratorio Biologico APPA Bz www. fmboschetto.it